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第十三章联接 联接 可拆联接不可拆联接 键联接 销联接 螺纹联接 焊接 铆接 粘接 重点讨论 键联接 螺纹联接 13 1键联接 作用 对轴上旋转零件作周向固定 并传递转矩 一 键联接的类型 键联接 花键 普通平键 静联接 导向平键 短距离 滑键 长距离 动联接 1 二 键联接的选择 设计时先选择类型 尺寸 再进行校核计算 类型选择 静联接 普通平键 半圆键 花键 动联接 导向平键 滑键 尺寸选择 根据轴径d查标准 确定b h 根据轮毂宽度 确定键长L 三 平键联接的校核 平键联接的失效形式 1 工作面压溃 静联接 2 工作面磨损 动联接 2 每个工作面的受力 挤压应力 l 键的工作长度 对于A型键l L b对于B型键l L对于C型键l L b 2 强度条件 静联接 防止压溃 动联接 防止磨损 平键联接的校核计算 3 选择平键联接类型 按静或动联接校核强度 取决于键 轴 轮毂三者中强度最弱的那种材料 增大键长 设计步骤 根据轴径 毂宽查标准确定键的尺寸 设计时注意 许用应力 强度不够时 不同轴段的键槽应开在同一母线上 同一截面采用双键联接 按1 5个键计算 4 13 2螺纹联接 一 螺纹参数 螺纹牙型 三角螺纹 普通螺纹 矩形螺纹 锯齿型螺纹 梯形螺纹 管螺纹 d 螺纹大径 公称直径 d1 螺纹小径 d2 螺纹中径 n 螺纹线数 p 螺距 s 导程 s np 升角 牙型角 5 螺纹旋向 常用右旋 特殊要求时用左旋 粗牙螺纹 一般联接细牙螺纹 d1大 强度大 自锁性好 常用于变载 二 螺旋副的受力分析 效率和自锁 1 矩形螺纹 0o 螺纹受力分析 F Qtg 摩擦角 arctgf 6 螺旋副的效率 由此可见 增加 效率提高 另一方面 当滑块等速下滑时 F Qtg 若 则 0 自锁条件 7 2 三角螺纹 0o 比较矩形螺纹和三角螺纹的受力 忽略升角 的影响 三角螺纹的摩擦力 牙型斜角 fv 当量摩擦系数 v 当量摩擦角 用fv v代替f 得到三角螺纹的受力及效率公式 螺纹力矩 螺纹副效率 自锁条件 v 8 三 螺纹联接的预紧和防松 1 螺纹联接的预紧 预紧的目的 防止联接松脱 增强可靠性 被联接件接合面具有足够的紧密性 使接合面产生摩擦力 以承受横向载荷 F 预紧力 拧紧力矩T T T1 T2 T1 螺纹阻力矩T2 螺母支承面摩擦阻力矩 对于M10 M68的普通粗牙螺纹 取fv tg v 0 15fc 0 15 9 2 螺纹联接的防松 了解 1 为什么要防松 2 防松的原理 3 防松零件的装配方法 四 单个螺栓联接的强度计算 螺栓联接 普通螺栓联接 铰制孔用螺栓联接 工作载荷 横向工作载荷 轴向工作载荷 10 1 螺栓联接的失效形式 对于普通螺栓 螺栓杆在制有螺纹的部分被拉断 对于铰制孔用螺栓 工作面被压溃或剪断 2 松螺栓联接的计算 螺栓所受拉力 工作载荷 危险截面的强度条件 F 拉力 A 危险截面面积 设计式 d1 螺纹小径 11 装配时要拧紧 工作载荷作用之前 螺栓已受预紧力F 作用 3 紧螺栓联接的计算 1 受横向工作载荷时 普通螺栓联接 螺栓受F 和T1作用 F 引起的拉应力 T1引起的扭剪应力 12 m 接合面对数f 摩擦系数Kf 可靠性系数R 横向工作载荷 当m 1 f 0 15 Kf 1 2时 F 8R 应使接合面摩擦力大于工作载荷R 拉 扭联合作用时 按第四强度理论 当量拉应力 强度条件 设计式 预紧力F 应满足的条件 摩擦力 mfF R Kf 13 铰制孔用螺栓联接 螺栓杆受挤压应力和剪切应力作用 此类螺栓预紧力小 计算时可忽略 强度条件 d0 螺栓杆受剪面直径 最小挤压高度 设计时 按上述公式分别计算出d0 取大值 14 2 受轴向工作载荷时 螺栓所受的总拉力 F0 F F 此时 联接中各零件的受力关系属静不定问题 未知力有两个 F0 总拉力 F 残余预紧力 须根据静力平衡方程和变形协调条件求解 15 变形协调条件 b c 静力平衡条件 F0 F F 螺栓总拉力 残余预紧力 轴向外载荷 16 a b c 螺栓刚度 kb F b0 tg b 被联接件刚度 kc F c0 tg c 当kc kb时 相对刚度系数 0 F0 F 反之 当kc kb时 相对刚度系数 1 F0 F F 17 强度条件 注意 对于普通螺栓联接 无论联接是受横向工作载荷还是轴向工作载荷 螺栓本身总是受拉力作用 残余预紧力应满足下列要求 1 无特殊要求时F 0 2 0 6 F 2 变载作用时F 0 6 1 0 F 3 有紧密性要求时F 1 5 1 8 F 五 螺栓材料及其许用应力 一般用途 碳素钢 重要联接 合金钢 许用应力 见表13 2 13 3 13 4 18 六 螺栓组的结构设计 目的 合理确定螺栓组的布置形式及接合面的几何形状 使各螺栓受力均匀 便于加工 装配 1 接合面应设计成轴对称的简单几何形状 2 合理布置螺栓 使其受力均匀 3 合理确定螺栓的间距和边距 保证足够的扳手空间 4 同一分布圆上的螺栓应取偶数 便于钻孔时分度画线 5 同一螺栓组 螺栓材料 规格相同 6 螺母及螺栓头的支承面应光洁 平整 注意 对于螺栓组联接 应首先对螺栓组进行受力分析 找出受载最大的螺栓 然后对该螺栓进行强度计算 19 七